一个万能芯片——FPGA，点击了解！
随着云计算、大数据和人工智能技术应用，单靠CPU、GPU已经无法满足各行业的算力需求。海量数据分析、机器学习和边缘计算等场景需要计算架构多样化，需要不同的处理器和FPGA这样的异构计算技术协同，才可以满足特定领域的算法和专用计算需求，那么什么是FPGA呢？又有哪些代表企业呢？跟着小编来了解一下吧。
第一部分：什么是FPGA？
FPGA（现场可编程门阵列）是在PAL （可编程阵列逻辑）、GAL（通用阵列逻辑）等可编程器件的基础上进一步发展延伸出来的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数量有限的缺点。
简单来说，FPGA是一种可以重构电路的芯片，是一种硬件可重构的体系结构，通过编程可以改变它的应用场景，模拟CPU/GPU硬件的各种运行运算。
第二部分：FPGA的优、缺点是什么？
FPGA由逻辑单元、RAM（随机存取存储器）、乘法器等硬件资源组成，通过将这些硬件资源合理组织，可以实现乘法器、寄存器、地址发生器等硬件电路。
FPGA可通过使用框图或者Verilog HDL来设计，从简单的门电路到FIR（滤波器）或者FFT（快速傅里叶变换）电路。
FPGA可无限地重新编程，加载一个新的设计方案只需零点几秒，利用重配置可以减少硬件的开销成本。
FPGA的工作频率由FPGA芯片以及设计决定，可以通过修改设计或者更换更快的芯片来达到某些苛刻的要求。当然，工作频率也不是可以无限制的提高，也会受当前的IC工艺等因素制约。
FPGA以并运行为主，所有功能均依靠硬件实现，无法实现分支条件跳转等操作。
在处理数据的小数乘加运算和除法运算时，FPGA一般是无能为力的，只能实现定点运算。
【小结】：FPGA依靠硬件来实现所有的功能，速度上可以和专用芯片（比如ASIC专用集成电路）相比，但设计的灵活度与通用处理器相比有很大的差距。
第三部分：FPGA的应用及代表企业有哪些？
（一）应用：随着人们对未知领域的继续探索，FPGA将发挥越来越大的作用，广泛应用于5G通信、数据处理、大数据分析、网络、仪器、工业控制、军事、航天航空、集成电路、自动驾驶、人工智能、视频图像处理、IC设计等高精尖领域。
（二）代表企业：
国外市场现状
FPGA市场前景诱人，但是门槛之高使得众多的厂商望而兴叹，没有坚实的技术功底，很难形成有竞争力的产品。在国外，也只有美国硅谷的四家公司：Xilinx（赛灵思）、Altera（阿尔特拉）、Lattice（莱迪思）、Microsemi(美高森美)，占据大部分市场，形成垄断的格局。
其中Xilinx（赛灵思）与Altera（阿尔特拉）强势占据高达近90%的市场份额，专利多达9000余项，如此雄厚的技术专利构成的技术壁垒高不可攀。Xilinx（莱迪思）始终保持着全球FPGA的霸主地位，难以撼动！
Xilinx（赛灵思）公司成立于1984年，首创出FPGA（现场可编程逻辑阵列）这一高端技术，是全球领先的可编程逻辑完整解决方案的供应商。研发、制造并销售范围广泛的高级集成电路、软件设计工具以及作为预定义系统级功能的IP(Intellectual Property)核。
Altera（阿尔特拉）公司成立于1983年，是世界上“可编程芯片系统”解决方案倡导者。结合带有软件工具的可编程逻辑技术、知识产权和技术服务，在世界范围内为14,000多个客户提供高质量的可编程解决方案。
Lattice（莱迪思）公司成立于1983年，为业界提供最广范围的FPGA(现场可编程门阵列)、PLD(可编程逻辑器件)及其相关软件，包括FPSC(现场可编程系统芯片)、CPLD(复杂的可编程逻辑器件),ispPAC(可编程混合信号产品)和ispGDX(可编程数字互连器件)。核心用户主要是通讯、计算机、工业、汽车、医药、军事及消费品市场的原始设备生产商。比如我们熟知的苹果iPhone7中就采用了Lattice（莱迪思）的FPGA芯片。
Microsemi(美高森美)公司成立于1995年，是一家领先的高性能模拟和混合信号集成电路及高可靠性半导体设计商、制造商和营销商。核心产品主要供应于军工方面，是美国军事和航空半导体设备中最大的商业供应商。
国内市场现状
我国从90年代开始接触到FPGA，研发人员稀缺，研发基础相对薄弱。当然，随着全球化和技术的发展，国内厂商近几年发展迅速，在市场上崭露头角，逐渐占有一席之地。近些年来涌现出紫光同创、高云半导体、安路科技、复旦微电和成都华微电子等一些优秀的研发企业。
